DE3312702A1

DE3312702A1 - Gleitlager, insbesondere gelenklager

Info

Publication number: DE3312702A1
Application number: DE19833312702
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 7110 Öhringen Schlegel; Arthur 7107 Bad Friedrichshall Wilke
Original assignee: Durbal GmbH and Co KG
Current assignee: Durbal Metallwarenfabrik GmbH
Priority date: 1983-04-08
Filing date: 1983-04-08
Publication date: 1984-10-18
Also published as: DE3312702C2

Description

Gleitlager, insbesondere Gelenklager
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleitlager, insbesondere ein Gelenklager, mit einem metallischen Außenkörper, einem relativ zu diesem beweglichen Innenkörper und einem zwischen Innen- und Außenkörper angeordneten Lagerbett aus Kunststoff Bei derartigen Gleitlagern besteht das Problem, daß der das Lagerbett bildende Kunststoff, der in zähflüssigem Zustand in den Zwischenraum zwischen der Außerfläche des Innenkörpers und der Innenfläche des Außenkörpers eingespritzt wird, beim Erstarren auf den Innenkörper aufschrumpft, so daß dessen Beweglichkeit relativ zum Außenkörper eingeschränkt ist.
Der Erfindung liegt die -Aufgabe zugrunde, bei einem Gleitlager der eingangs genannten Art ein Aufschrumpfen des Kunststoffes auf die Außenfläche des Innenkörpers auf einfache Weise mu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in dem Lagerbett eine den Innenkörper umgebende, sich im wesentlichen über die ganze axiale Länge des Lagerbettes erstreckende metallische Einlage anzuordnen.
Diese in den Kunststoff eingebettete metallische Einlage, die vor dem Einspritzen des Kunststoffes in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenkörper eingelegt wird, verhindert, daß der Kunststoff beim und nach dem Erstarren auf die Augen fläche des Innenkörpers aufschrumpft.
Als besonders zweckmäßig hat sich für die Einlage ein nach Art einer Schraubenfeder gewickelter Draht erwiesen. Eine derartige Schraubenfeder läßt sich durch in radialer Richtung wirkende Kräfte praktisch nicht zusammendrücken und sie kann daher ein Aufschrumpfen des Kunststoffes auf die Außenfläche des Innenkörpers wirksam verhindern. Um einen Abstand zwischen den einzelnen Windungen der Schraubenfeder zu gewährleisten und die Verankerung der Schraubenfeder in dem Kunststoff zu verbessern, ist es zweckmäßig, für die Schraubenfeder einen Welldraht zu verwenden, dessen Wellen in zur Längsmittelachse des Gleitlagers parallelen Ebenen liegen.
Der Draht, aus dem die Schraubenfeder gewickelt ist, kann ein Profil draht sein, also ein Draht, der einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt, beispielsweise einen quadratischen oder rechteckigen Quersnitt hat. Die Schraubenfeder selbst kann ebenfalls einen von der Kreisform abweichenden, beispielsweise polygonalen Querschnitt haben. Als besonders geeignetes Material für die Schraubenfeder hat sich Bronzedraht erwiesen. Dieses Material hat gute Gleiteigenschaften gegenüber dem meist aus Stahl bestehenden Innenkörper, so daß die Windungen sehr nahe, beispielsweise in einem Abstand von nur 1 mm oder darunter, an die Außenfläche des Innenkörpers gelegt werden können und selbst dann, wenn die eine oder andere Windung in direktem Kontakt mit der Außenfläche des Innenkörpers kommen sollte, die Reibung nicht wesentlich erhöht wird.
Anstelle einer Schraubenfeder kann die Einlage auch die Form eines mit Öffnungen versehenen Hohlkörpers haben. Ein derartiger Hohlkörper ist ebenfalls äußerst widerstandsfähig gegen radial von außen nach innen gerichtete Kräfte, und er wird durch den durch seine Öffnungen beim Einspritzen hindurchtretenden Kunststoff fest in diesem verankert.
Bei einem Gleitlager in Form eines Gelenklagers, dessen Innenkörper eine Gelenkkugel und dessen Außenkörper einen Gelenkkopf bildet, wobei der das Lagerbett bildende Kunststoff in eine ringförmige Aussparung in der Innenfläche des Gelenkkopfes eingesetzt ist, ist die Einlage vorzugsweise an die Kugelform des Innenkörpers angepaßt. Ist die Einlage in Form eines Hohlkörpers, so nimmt dieser die Form einer Kugelschale an. Ist die Einlage eine Schraubenfeder, so hat sie die Form eines Hohlkugelabschnittes.
Die Anordnung einer metallischen Einlage in dem Kunststoff-Lagerbett hat außerdem den Vorteil, daß auf die sonst notwendige Verstärkung des Kunststoff-Lagerbettes durch Füllstoffe, wie z.B. Glasfasern, verzichtet werden kann, womit der Kunststoffanteil erhöht und die Reibung entsprechend verringert uirde Darüber hinaus wird aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit der metallischen Einlage die Reibungswärme des Lagers besser abgeführt.
Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem, ein Aufschrumpfen des Kunststoffes auf die Außenfläche des Innenkörpers zu verhindern, dadurch gelöst, daß der Außenkörper mit mehreren über den Umfang verteilten, die Innenwand des Außenkörpers schneidenden Kanälen versehen ist, die mit dem das Lagerbett bildenden Kunststoff gefüllt sind. Der in diesen Kanälen enthaltene Kunststoff, der mit dem das Lagerbett bildenden Kunststoff verbunden ist, ist in dem Außenkörper verankert und hält den das Lagerbett bildenden Kunststoff fest und verhindert sein Aufschrumpfen auf die Außenfläche des Innenkörpers während des Erstarrens. Vorzugsweise erstrecken sich diese Kanäle in axialer Richtung, also parallel zur Längsmittelachse des Gleitlagers.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt eines Gelenklagers, Fig. 2 eine Einlage in Form einer aus einem Welldraht gewickelten Schraubenfeder für ein Gelenklager gemäß Fig 1, Fig. 3 eine Frontansicht einer Einlage in Form einer Schraubenfeder mit einem polygonalen Querschnitt, Fig. 4 einen Längsschnitt einer Einlage für ein Gelenklager gemäß Fig. 1 in Form eines dünnwandigen mit Durchbrechungen versehenen kugelschalenförmigen Hohlkörpers, Fig. 5 einen Längsschnitt eines Gleitlagers, Fig. 6 einen Längsschnitt eines Gelenklagers ähnlich Fig. 1, wobei das. Aufschrumpfen des Kunststoffes auf die Gelenkkugel durch im Gelenkkopf verankerte Angüsse des Kunststoffes verhindert wird, und Fig. 7 eine Frontansicht des Gelenklagers von Fig. 6.
Das Gelenklager gemäß Fig. 1 weist einen Außenkörper 1 in Form eines Gelenkkopfes auf, in dem ein Innenkörper in Form einer Gelenkkugel 2 schwenkbar gelagert ist. Die Innenfläche 3 des Gelenkkopfes 1 ist mit einer ringförmigen Aussparung 4 versehen, in welche ein Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften, wie Polyamid oder PTFE oder ein Gemisch dieser Stoffe in zähflüssigem Zustand eingespritzt wird. Dieser Kunststoff bildet nach dem Erstarren ein Lagerbett 5.
Um ein Aufschrumpfen des Kunststoffes auf die Außenfläche 6 der Gelenkkugel 2 beim Erstarren sowie bei der folgenden Nachreaktion bis zum vollständigen Aushärten des Kunststoffes zu verhindern, ist in der Aussparung 4 eine Schraubenfeder 7 angeordnet. Eine derartige, beispielsweise aus Bronzedraht gewickelte Schraubenfeder setzt einer Zusammendrückung durch in radialer Richtung wirkende Kräfte einen außerordentlich hohen Widerstand entgegen, Da beim Aufschrumpfen des Kunststoffes auf die Außenfläche 6 der Gelenkkugel 2 derartige radiale Kräfte entwickelt werden, verhindert die Schraubenfeder 7, daß der Kunststoff auf die Gelenkkugel 2 aufschrumpft und deren Beweglichkeit beeinträchtigt.
Die Schraubenfeder 7 kann, wie in Fig. 2 gezeigt, aus einem Welldraht gewickelt sein, wodurch gewährleistet ist, daß die einzelnen Windungen in einem Abstand voneinander liegen, so daß der Kunststoff zwischen die Windungen gelangen kann und nach dem Erstarren die feste Verankerung der Schraubenfeder in dem Kunststoff gewährleistet ist.
Die Schraubenfeder braucht keinen kreisförmigen Querschnitt zu haben, sondern kann, wie Fig. 3 zeigt, auch mit einem polygonalen Querschnitt ausgeführt sein.
Anstelle einer Schraubenfeder kann auch ein in Fig. 4 dargestellter Hohlkörper 8 mit Durchbrüchen 9 in der Aussparung 4 (Fig.1) angeordnet werden. Der Hohlkörper 8 ist an die Form der Gelenkkugel 2 angepaßt, also ku,elschaienformig. Der Hohlkörper 8 ist wie die Schraubenfeder 7 in Fig. 1 in den das Lagerbett 5 bildenden Kunststoff einQebettet, wobei er durch den die Öffnungen 9 durchdringenden Kunststoff fixiert ist.
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt eines Gleitlagers mit einem Außenkörper 10 und einem relativ zu diesem drehbaren Innenkörper 11, wobei die Innenfläche 12 des Außenkörpers 12 wie derum eine ringförmige Aussparung 13 aufweist, die mit dem das Lagerbett bildenden Kunststoff 14 ausgefüllt ist. In dem Kunststoff ist analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine Schraubenfeder 15 eingebettet, die verhindert, daß der Kunststoff beim Erkalten und Erstarren auf die Außenfläche 16 des Innenkörpers 11 aufschrumpft.
In Fig. 6 und 7 ist eine andere Plöglichkeit gezeigt, um das Aufschrumpfen des das Lagerbett bildende Kunststoffes auf den Innenkörper zu verhindern. Dargestellt ist wiederum ein Gelenklager mit einem Gelenkkopf 17 und einer Gelenkkugel 18. Die Innenfläche 19 des Gelenkkopfes 17 ist mit einer ringförmigen Aussparung 20 versehen, in die ein Kunststoff zwecks Bildung eines Lagerbettes 21 eingespritzt wird. In dem Gelenkkopf 17 sind ferner axial, d.h. parallel zur Lagerachse 22 verlaufende Kanäle 23 vorgesehen, welche die Aussparung 20 schneiden.- Beim Einspritzen des Kunststoffes in die Aussparung 20 füllt dieser auch die Kanäle 23, und der darin befindliche Kunststoff hält den das Lagerbett 21 bildenden Kunststoff beim Erstarren und Aushärten fest, so daß ein Aufschrumpfen auf die Außenfläche der Gelenkkugel 18 verhindert wird.
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Claims

Patentansprüche 1. Gleitlager, insbesondere Gelenklager, mit einem metallischen Außenkörper, einem relativ zu diesem beweglichen Innenkörper und einem zwischen Innen- und Außenkörper angeordneten Lagerbett aus Kunststoff, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß in dem Lagerbett (5,14) eine den Innenkörper (2,11) umgebene, sich im wesentlichen über die ganze axiale Länge des Lagerbettes erstreckende metallische Einlage (7;8;15) angeordnet ist.
2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (7;15) die Form einer Schraubenfeder hat.
3. Gleitlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder aus einem Welldraht besteht (Fig.2).
4. Gleitlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder aus einem Profildraht besteht.
5. Gleitlager nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt hat (Fig.3).
6. Gleitlager nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben feder aus Bronzedraht besteht.
7. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne-t, daß die Einlage (8) die Form eines mit Öffnungen (9) versehenen Hohlkörpers hat (Fig.4).
8. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in Form eines Gelenklagers, dessen Innenkörper eine Gelenkkugel und dessen Außenkörper einen Gelenkkopf bildet, wobei der das Lagerbett bildende Kunststoff in eine ringförmige Aussparung in der Innenwand des Gelenkkopfes eingespritzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage an die Kugelform des Innenkörpers angepaßt ist.
9. Gleitlager, insbesondere Gelenklager, mit einem metallischen Außenkörper, einem relativ zu diesem beweglichen metallischen Innenkörper und einem zwischen Innen- und Außenkörper angeordneten Lagerbett aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (17) mit mehreren über den Umfang uerteilten, die Innenwand des Außenkörpers schneidenden Kanälen (3) versehen ist, die mit dem das Lagerbett (21) bildenden Kunststoff gefüllt sind (Fig.6,7).
10. Gleitlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kanäle in axialer Richtung erstrecken.